[发明专利]高生产量加热的离子注入系统和方法

说明书

本发明公开了一种离子注入系统，所述离子注入系统具有连接到第一和第二双负载锁定组件(136)的离子注入设备，第一和第二双负载锁定组件每一个都具有被共用壁(146)分离的各自的第一室(138)和第二室(140)。每一个第一室都具有构造成将工件加热至第一温度的预热设备。每一个第二室都具有构造成将工件冷却至第二温度的后冷却设备。热卡盘将工件保留在处理室中以用于离子注入，并且热卡盘被构造为将工件加热到第三温度。泵和通风口与第一室和第二室选择性地流体连通。控制器被构造为在大气环境中通过预热设备将工件加热到第一温度，通过热卡盘将工件加热到第二温度，通过离子注入设备将离子注入工件中，并通过预热设备、后冷却设备、泵、通风口和热卡盘的控制在大气环境与真空环境之间传输工件。

本申请是申请日为2015年06月12日，申请号为201580035054.4，名称为“高生产量加热的离子注入系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明整体涉及用于处理工件的工件处理系统和方法，并且更具体地，涉及一种用于工件的加热离子注入的系统和方法，其中生产量被最大化。

背景技术

在半导体处理中，许多操作可以在单个工件或半导体晶片上执行。通常，工件上的每一个处理操作通常以特定的顺序执行，其中每个操作等待直到前一个操作完成为止，因此影响工件将变得可用于随后的处理步骤的时间。如果引导到处理位置的处理流程被与这种处理相关联的顺序事件中断，则在真空下进行的相对较短的过程(例如，离子注入)的工具生产率或生产量可能被严重受到限制。例如，运输载体或存储盒与处理系统之间的工件的交换、工件从大气环境到处理系统的注入室的真空环境中的传输以及真空环境内的工件的取向(例如，凹口对准)对工具生产率会具有显著影响。

例如，工件的处理，例如离子注入，通常在注入室内在减小的压力下执行，其中离子通常沿着束线加速，并且其中离子进入被抽真空的注入室并以预定方式(例如，预定剂量、能量等)撞击工件。多个操作被通常执行而引导到注入，以便将工件引入注入室中，并且相对于注入室内的离子束适当地定位和定向工件。例如，工件通过机器人被从大气盒或存储装置传输到负载锁定室中，其中负载锁定室随后被抽真空，以便使工件进入离子注入器的真空处理环境。所述盒或存储装置例如可以通过输送系统或其他类型的输送设备被输送到离子注入器。

由于离子注入处理技术进步，因此热离子注入工艺变得越来越普遍，其中工件在300℃-800℃范围内的处理温度下被加热并注入离子。该处理温度通常通过静电卡盘(ESC)获得，所述静电卡盘在注入期间夹持工件。

在离子注入室的真空环境中通过静电卡盘进行的这种加热会是耗时的且对工件生产量造成显著影响。另外，当室温下相对冷的工件被静电卡盘夹紧并加热到这种高处理温度时，工件的热膨胀可能导致工件相对于ESC的有害移动，从而导致颗粒和夹紧表面和/或ESC电极的过早磨损。

发明内容

本发明通过提供一种用于在高温离子注入系统的大气环境与真空环境之间传输工件的系统、设备和方法来克服现有技术的局限性，同时最大化生产量并最小化与系统相关联的所有权成本。

因此，下面呈现本发明的简要概述，以便提供本发明的一些方面的基本理解。本发明内容不是本发明的广泛概述。本发明内容不旨在确定本发明的关键或重要元素，也不描述本发明的保护范围。其目的是为了以简化形式呈现本发明的一些概念，作为稍后呈现的更详细说明的前序。

本发明整体涉及一种具有离子注入设备的离子注入系统。离子注入设备被构造为朝向处理室引导离子束，其中处理室具有与其相关联的真空环境。设置第一双负载锁定组件和第二双负载锁定组件，其中第一双负载锁定组件和第二双负载锁定组件中的每一个分别包括第一室和第二室。